JP2019170064A - インバータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】各構成の配置に特徴を有するインバータ装置を提供する。【解決手段】インバータ装置において、インバータ部32と、インバータ部を収容するハウジング102と、を有する。インバータ部は、発熱素子30、35を有し、ハウジング102は、冷媒が流れる冷却流路120b、120dを有する仕切り壁部107と、仕切り壁部107に発熱素子30、35を固定する固定部と、を有する。発熱素子30、35の端面である冷却面は、冷却流路の流路壁を成す。【選択図】図9
Description
本発明は、インバータ装置に関する。
近年、モータにおいて高効率化や高出力化の要求が高まっている。モータの高効率化や高出力化を実現するためには、高電流を流す必要があり、また、タイミングを最適化する制御を行う必要がある。このようにモータを高電流で駆動する場合、モータ及びその駆動に係る構成の発熱の影響が無視できない。特に、モータの駆動に係る構成は、発熱が大きなスイッチング素子を含むインバータ装置を有するため、効率的に冷却することが重要である。
これに対し、特許文献1には、電動機付き自動車の動作モードに応じて必要な機器のみを重点的に冷却し、冷却用ポンプの効率を改善する技術が開示されている。
また、モータ及びその駆動に係る構成においては、モータの高効率化や高出力化の要求に伴い、各構成が大型化する傾向にある。こうなると各構成の配置位置などによって装置の全体的なサイズを小型化することが、より重要になってくる。
しかしながら、特許文献1では、各構成を冷却すること自体の記載はあるものの、装置の小型化については何ら考慮していないし、効率的な冷却や装置の小型化といった要求の実現に適した各構成の配置については何ら考慮していないという問題があった。
本発明の目的は、各構成の配置に特徴を有するインバータ装置を提供することである。
本願の例示的な第1発明は、インバータ部と、前記インバータ部を収容するハウジングと、を有し、前記インバータ部は、発熱素子を有し、前記ハウジングは、冷媒が流れる冷却流路を有する仕切り壁部と、前記仕切り壁部に前記発熱素子を固定する固定部と、を有し、前記発熱素子の端面である冷却面は、前記冷却流路の流路壁を成す、インバータ装置である。
本願の例示的な第1発明によれば、各構成の配置に特徴を有するインバータ装置を提供することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るインバータ装置について説明する。本実施形態では、車両を走行させるトラクションモータの駆動を行うインバータ装置について説明するが、本発明は、これに限られるものではなく、如何なるインバータ装置にも適用可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。
また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、図1に示す仕切り壁部7の面と直交する方向とし、Y軸方向は、図1に示す前蓋5の面と直交する方向とし、X軸方向は、図1に示す仕切り壁部7の面及び前蓋5の面の両方と平行な方向、すなわち、X軸方向は、Z軸方向及びY軸方向の両方と直交する方向とする。
なお、本明細書において、Z軸方向に延びる、とは、厳密にZ軸方向に延びる場合に加えて、Z軸方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
また、本明細書において、前後左右上下などの向きは、図面において見た向きを示すものであり、本発明に係る装置を使用する際の向きを限定するものではない。
[第1実施形態]
<全体構成>
図1は、第1実施形態に係るインバータ装置の斜視図である。本実施形態のインバータ装置1は、仕切り壁部7と第1の側壁部8と第2の側壁部9とを有するハウジング2と、ハウジング2の上側(+Z方向)の開口を塞ぐ上蓋3と、ハウジング2の下側(−Z方向)の開口を塞ぐ下蓋4と、ハウジング2の前側(+Y方向)の開口を塞ぐ前蓋5と、ハウジング2の後側(−Y方向)の開口を塞ぐ後蓋6と、モータ駆動装置31(図5参照)と、充電器36(図5参照)と、を有する。
<全体構成>
図1は、第1実施形態に係るインバータ装置の斜視図である。本実施形態のインバータ装置1は、仕切り壁部7と第1の側壁部8と第2の側壁部9とを有するハウジング2と、ハウジング2の上側(+Z方向)の開口を塞ぐ上蓋3と、ハウジング2の下側(−Z方向)の開口を塞ぐ下蓋4と、ハウジング2の前側(+Y方向)の開口を塞ぐ前蓋5と、ハウジング2の後側(−Y方向)の開口を塞ぐ後蓋6と、モータ駆動装置31(図5参照)と、充電器36(図5参照)と、を有する。
ハウジング2は例えばダイキャストである。仕切り壁部7と第1の側壁部8と第2の側壁部9とは、一体成型された単一の部材である。ハウジング2と、上蓋3、下蓋4、前蓋5及び後蓋6とは、例えばボルトによって固定される。
図2は、図1のインバータ装置が車両に搭載された状態を示すブロック図である。車両800は、左前輪801と、右前輪802と、左後輪803と、右後輪804と、図1に示したインバータ装置1と、バッテリー805と、トラクションモータ806と、トランスミッション807と、デファレンシャルギア808と、アクスルシャフト809と、を有する。車両800は、左前輪801、右前輪802、左後輪803及び右後輪804の四輪で走行する。
バッテリー805による直流電圧は、インバータ装置1によって三相交流電圧に変換されてトラクションモータ806に供給され、これによりトラクションモータ806が回転する。左後輪803及び右後輪804には、トランスミッション807、デファレンシャルギア808及びアクスルシャフト809を介して、トラクションモータ806の回転が伝達される。図2では、後輪駆動の例を示しているが、車両800は、前輪駆動でもよいし四輪駆動でもよい。インバータ装置1は、バッテリー805からトラクションモータ806に電力を供給するモータ駆動装置31を有する。
外部電源900は例えば充電スタンドである。例えば車両800の停車時に、インバータ装置1を外部電源900に接続することで、インバータ装置1を介し、外部電源900による電圧でバッテリー805を充電する。インバータ装置1は、バッテリー805を充電する充電器36を有する。
図2に示した各構成は、車両800に搭載された不図示のECU(Electronic Control Unit)によって制御されて動作する。
<ハウジング2>
図3は、図1のV−V矢視に相当するハウジング2の断面図である。図4は、図3のIV−IV矢視に相当するハウジング2の断面図である。図3及び図4では、モータ駆動装置31及び充電器36の図示を省略している。ハウジング2は、後に図5に示すように、モータ駆動装置31及び充電器36を収容する。ハウジング2の仕切り壁部7は、長方形の平板状部材であり、Y軸方向と平行であって且つX軸方向と平行な方向に延びる面を有する。仕切り壁部7の面のうち、図3において上側(+Z方向側)の面を第1の面7aと呼び、図3において下側(−Z方向側)の面を第2の面7bと呼ぶ。第2の面7bは、第1の面7aの裏面である。
図3は、図1のV−V矢視に相当するハウジング2の断面図である。図4は、図3のIV−IV矢視に相当するハウジング2の断面図である。図3及び図4では、モータ駆動装置31及び充電器36の図示を省略している。ハウジング2は、後に図5に示すように、モータ駆動装置31及び充電器36を収容する。ハウジング2の仕切り壁部7は、長方形の平板状部材であり、Y軸方向と平行であって且つX軸方向と平行な方向に延びる面を有する。仕切り壁部7の面のうち、図3において上側(+Z方向側)の面を第1の面7aと呼び、図3において下側(−Z方向側)の面を第2の面7bと呼ぶ。第2の面7bは、第1の面7aの裏面である。
第1の側壁部8は、仕切り壁部7のX軸方向一端(+X方向側端部)で、第1の面7aから突出する側(+Z方向側)及び第2の面7bから突出する側(−Z方向側)の両側に延びる。第2の側壁部9は、仕切り壁部7のX軸方向他端(−X方向側端部)で、第1の面7aから突出する側(+Z方向側)及び第2の面7bから突出する側(−Z方向側)の両側に延びる。第1の側壁部8と第2の側壁部9と仕切り壁部7とでH字形状を成す。
第1の側壁部8の面のうち、第1の面7aから突出する側(+Z方向側)に延びる面であって、インバータ装置1の外側(+X方向側)の面には、インバータ装置1の外側(+X方向側)に突出するバッテリー接続部12を有する。このバッテリー接続部12を介して、バッテリー805とモータ駆動装置31とが接続される。バッテリー接続部12とバッテリー805とは不図示のケーブルで接続される。
第1の側壁部8の面のうち、第2の面7bから突出する側(−Z方向側)に延びる面であって、インバータ装置1の外側(+X方向側)の面には、インバータ装置1の外側(+X方向側)に突出する外部電源接続部13を有する。この外部電源接続部13を介して、外部電源900と充電器36とが接続される。外部電源接続部13と外部電源900とは不図示のケーブルで接続される。
第2の側壁部9の面のうち、第1の面7aから突出する側(+Z方向側)に延びる面であって、インバータ装置1の外側(−X方向側)の面には、インバータ装置1の外側(−X方向側)に突出するモータ接続部14を有する。このモータ接続部14を介して、モータ駆動装置31とトラクションモータ806とが接続される。ハウジング2は、トラクションモータ806と接続するモータ接続部14を有する。モータ接続部14とトラクションモータ806とは不図示のケーブルで接続される。
第2の側壁部9の面のうち、第2の面7bから突出する側(−Z方向側)に延びる面であって、インバータ装置1の外側(−X方向側)の面には、インバータ装置1の外側(−X方向側)に突出するバッテリー接続部15を有する。このバッテリー接続部15を介して、充電器36とバッテリー805とが接続される。バッテリー接続部15とバッテリー805とは不図示のケーブルで接続される。
<第1の収容部7e及び第2の収容部7f>
ハウジング2は、モータ駆動装置31を収容する第1の収容部7eと、充電器36を収容する第2の収容部7fと、を有する。仕切り壁部7は、第1の収容部7eと第2の収容部7fとを仕切る。第1の収容部7eは、仕切り壁部7の第1の面7a側と第1の側壁部8と第2の側壁部9とで区切られている。第2の収容部7fは、仕切り壁部7の第2の面7b側と第1の側壁部8と第2の側壁部9とで区切られている。
ハウジング2は、モータ駆動装置31を収容する第1の収容部7eと、充電器36を収容する第2の収容部7fと、を有する。仕切り壁部7は、第1の収容部7eと第2の収容部7fとを仕切る。第1の収容部7eは、仕切り壁部7の第1の面7a側と第1の側壁部8と第2の側壁部9とで区切られている。第2の収容部7fは、仕切り壁部7の第2の面7b側と第1の側壁部8と第2の側壁部9とで区切られている。
第1の収容部7eは、バッテリー805と接続するバッテリー接続部12を有する。第1の収容部7eは、トラクションモータ806と接続するモータ接続部14を有する。第2の収容部7fは、外部電源900と接続する外部電源接続部13を有する。第2の収容部7fは、バッテリー805と接続するバッテリー接続部15を有する。
<冷却流路20>
仕切り壁部7は、インバータ装置1に設けられた構成を冷却する冷媒が流れる冷却流路20を有する。冷媒としては、不凍液などの液体や気体を用いることができ、本実施形態では、冷媒として液体を用いる。冷却流路20を流れる冷媒は、不図示のポンプによって、流入口10を介してインバータ装置1に供給される。冷却流路20を流れた冷媒は、流出口11を介してインバータ装置1から流出し、ポンプに戻る。
仕切り壁部7は、インバータ装置1に設けられた構成を冷却する冷媒が流れる冷却流路20を有する。冷媒としては、不凍液などの液体や気体を用いることができ、本実施形態では、冷媒として液体を用いる。冷却流路20を流れる冷媒は、不図示のポンプによって、流入口10を介してインバータ装置1に供給される。冷却流路20を流れた冷媒は、流出口11を介してインバータ装置1から流出し、ポンプに戻る。
流入口10は、仕切り壁部7のX軸方向一端(+X方向側端部)において、+X方向側に突出する。言い換えると、流入口10は、第1の側壁部8のうち、Z軸方向における仕切り壁部7の位置で+X方向側に突出する。すなわち、流入口10は、第1の側壁部8に配置される。流出口11は、仕切り壁部7のX軸方向他端(−X方向側端部)において、−X方向側に突出する。言い換えると、流出口11は、第2の側壁部9のうち、Z軸方向における仕切り壁部7の位置で−X方向側に突出する。すなわち、流出口11は、第2の側壁部9に配置される。流入口10及び流出口11の両方が、第1の側壁部8に配置されてもよい。この場合、第1の側壁部8から仕切り壁部7を介して第1の側壁部8に戻って冷却流路20の長さを確保することができる。
冷却流路20は、第1の冷却流路20aと第2の冷却流路20bと第3の冷却流路20cと第4の冷却流路20dと第5の冷却流路20eとを有する。第1の冷却流路20aは、+X方向側端部で流入口10に繋がり、−X方向側に延びる。第2の冷却流路20bは、−Y方向側端部で第1の冷却流路20aの−X方向側端部に繋がり、+Y方向側に延びる。第3の冷却流路20cは、+X方向側端部で第2の冷却流路20bの+Y方向側端部に繋がり、−X方向側に延びる。第4の冷却流路20dは、+Y方向側端部で第3の冷却流路20cの−X方向側端部に繋がり、−Y方向側に延びる。第5の冷却流路20eは、+X方向側端部で第4の冷却流路20dの−Y方向側端部と繋がり、−X方向側に延び、−X方向側端部で流出口11に繋がる。
図3に示すように、冷却流路20を冷媒が流れる向き(流入口10から流出口11に向かう向き)と直交する面における、冷却流路20の断面の形状は長方形である。図3では、第2の冷却流路20b及び第4の冷却流路20dの断面形状を示している。冷却流路20を流れる冷媒は、仕切り壁部7の第1の面7aに配置された構成、及び仕切り壁部7の第2の面7bに配置された構成を冷却可能である。
<モータ駆動装置31>
図5は、図1のV−V矢視に相当するハウジング2の断面図である。図6は、ハウジング2を上から見た平面図である。モータ駆動装置31は、モータ駆動用インバータ部32と、リアクトル40と、コンデンサ41と、を有する。モータ駆動用インバータ部32は、第1のインバータ部である。モータ駆動用インバータ部32は、不図示の回路基板と、発熱する第1の発熱素子30と、を有する。第1の発熱素子30は、例えば、複数のスイッチング素子が筐体に収容されて成る。第1の発熱素子30の複数のスイッチング素子のそれぞれは、例えばIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)である。第1の発熱素子30は、FETなどの他のスイッチング素子を含むものであってもよい。第1の発熱素子30は、単独のスイッチング素子でもよい。第1の発熱素子30は、スイッチング素子以外の発熱素子でもよい。モータ駆動用インバータ部32は、第1の発熱素子30のスイッチング制御によりDC/AC変換を行う。
図5は、図1のV−V矢視に相当するハウジング2の断面図である。図6は、ハウジング2を上から見た平面図である。モータ駆動装置31は、モータ駆動用インバータ部32と、リアクトル40と、コンデンサ41と、を有する。モータ駆動用インバータ部32は、第1のインバータ部である。モータ駆動用インバータ部32は、不図示の回路基板と、発熱する第1の発熱素子30と、を有する。第1の発熱素子30は、例えば、複数のスイッチング素子が筐体に収容されて成る。第1の発熱素子30の複数のスイッチング素子のそれぞれは、例えばIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)である。第1の発熱素子30は、FETなどの他のスイッチング素子を含むものであってもよい。第1の発熱素子30は、単独のスイッチング素子でもよい。第1の発熱素子30は、スイッチング素子以外の発熱素子でもよい。モータ駆動用インバータ部32は、第1の発熱素子30のスイッチング制御によりDC/AC変換を行う。
<充電器36>
充電器36は、充電器用インバータ部37と、リアクトル45と、コンデンサ46と、を有する。充電器用インバータ部37は、第2のインバータ部である。充電器用インバータ部37は、不図示の回路基板と、発熱する第2の発熱素子35と、を有する。第2の発熱素子35は、例えば、複数のスイッチング素子が筐体に収容されて成る。第2の発熱素子35の複数のスイッチング素子のそれぞれは、例えばIGBTである。第2の発熱素子35は、FETなどの他のスイッチング素子を含むものであってもよい。第2の発熱素子35は、単独のスイッチング素子でもよい。第2の発熱素子35は、スイッチング素子以外の発熱素子でもよい。充電器用インバータ部37は、第2の発熱素子35のスイッチング制御によりDC/AC変換を行う。
充電器36は、充電器用インバータ部37と、リアクトル45と、コンデンサ46と、を有する。充電器用インバータ部37は、第2のインバータ部である。充電器用インバータ部37は、不図示の回路基板と、発熱する第2の発熱素子35と、を有する。第2の発熱素子35は、例えば、複数のスイッチング素子が筐体に収容されて成る。第2の発熱素子35の複数のスイッチング素子のそれぞれは、例えばIGBTである。第2の発熱素子35は、FETなどの他のスイッチング素子を含むものであってもよい。第2の発熱素子35は、単独のスイッチング素子でもよい。第2の発熱素子35は、スイッチング素子以外の発熱素子でもよい。充電器用インバータ部37は、第2の発熱素子35のスイッチング制御によりDC/AC変換を行う。
<第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35の配置>
第1の発熱素子30、リアクトル40及びコンデンサ41は、第1の収容部7eに収容される。第1の発熱素子30、リアクトル40及びコンデンサ41は、仕切り壁部7の第1の面7aに接して配置される。第2の発熱素子35、リアクトル45及びコンデンサ46は、第2の収容部7fに収容される。第2の発熱素子35、リアクトル45及びコンデンサ46は、仕切り壁部7の第2の面7bに接して配置される。
第1の発熱素子30、リアクトル40及びコンデンサ41は、第1の収容部7eに収容される。第1の発熱素子30、リアクトル40及びコンデンサ41は、仕切り壁部7の第1の面7aに接して配置される。第2の発熱素子35、リアクトル45及びコンデンサ46は、第2の収容部7fに収容される。第2の発熱素子35、リアクトル45及びコンデンサ46は、仕切り壁部7の第2の面7bに接して配置される。
第1の発熱素子30は、第2の冷却流路20bに対向して配置されている。リアクトル40は、第4の冷却流路20d及び第5の冷却流路20eに対向して配置されている。コンデンサ41は、第3の冷却流路20c及び第4の冷却流路20dに対向して配置されている。第2の発熱素子35は、第2の冷却流路20bに対向して配置されている。リアクトル45は、第4の冷却流路20d及び第5の冷却流路20eに対向して配置されている。コンデンサ46は、第3の冷却流路20c及び第4の冷却流路20dに対向して配置されている。第1の発熱素子30は、冷却流路20を挟んで第2の発熱素子35と対向する位置に配置されている。
本実施形態によれば、冷却流路20を有する仕切り壁部7の第1の面7aに第1の発熱素子30を固定し、第2の面7bに第2の発熱素子35を固定した。このため、冷却流路20を流れる冷媒によって第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35を効率的に冷却できるとともに、第1の発熱素子30、第2の発熱素子35及び冷却流路20の配置スペースの有効活用により装置を小型化することができる。
第1の発熱素子30は、仕切り壁部7の第1の面7aに、第1の固定部30a及び第2の固定部30bによって固定されている。第1の固定部30a及び第2の固定部30bは、例えばボルトである。図5に示すように、Z軸方向で第1の発熱素子30と対向する第2の冷却流路20bは、第1の固定部30aと第2の固定部30bとの間に位置する。第2の発熱素子35は、仕切り壁部7の第2の面7bに、第1の固定部35a及び第2の固定部35bによって固定されている。第1の固定部35a及び第2の固定部35bは、例えばボルトである。図5に示すように、Z軸方向で第2の発熱素子35と対向する第2の冷却流路20bは、第1の固定部35aと第2の固定部35bとの間に位置する。
図5では、第2の冷却流路20bが第1の発熱素子30と対向する位置の第2の冷却流路20bと第1の発熱素子30との間の仕切り壁部7の肉厚は、第1の固定部30aの長さよりも厚く、第2の冷却流路20bが第1の発熱素子30と対向する位置の第2の冷却流路20bと第1の発熱素子30との間の仕切り壁部7の肉厚は、第2の固定部30bの長さよりも厚い。第1の固定部30aの長さを、第2の冷却流路20bが第1の発熱素子30と対向する位置の第2の冷却流路20bと第1の発熱素子30との間の仕切り壁部7の肉厚よりも長くし、第2の固定部30bの長さを、第2の冷却流路20bが第1の発熱素子30と対向する位置の第2の冷却流路20bと第1の発熱素子30との間の仕切り壁部7の肉厚よりも長くしてもよい。
第1の固定部30aと第2の固定部30bとの間に冷却流路20が位置する。このため、第1の発熱素子30を冷却可能な位置に冷却流路20を配置することができ、冷却流路20を流れる冷媒によって第1の発熱素子30を効率的に冷却できる。第1の固定部35aと第2の固定部35bとの間に冷却流路20が位置する。このため、第2の発熱素子35を冷却可能な位置に冷却流路20を配置することができ、冷却流路20を流れる冷媒によって第2の発熱素子35を効率的に冷却できる。
なお、第2の冷却流路20bを冷媒が流れる方向と直交する方向において、仕切り壁部7の第1の面7aに対向した第1の発熱素子30が占める領域の幅は、第2の冷却流路20bの断面の幅よりも長い。第2の冷却流路20bを冷媒が流れる方向と直交する方向において、仕切り壁部7の第2の面7bに対向した第2の発熱素子35が占める領域の幅は、第2の冷却流路20bの断面の幅よりも長い。このため、第2の冷却流路20bの断面の幅は、冷却したい箇所を逸脱することなく、第2の冷却流路20bによって第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35を効率的に冷却できるとともに、第1の発熱素子30、第2の発熱素子35及び第2の冷却流路20bの配置スペースの有効活用によりインバータ装置1を小型化することができる。
図5では、第2の冷却流路20bの断面形状は長方形であるが、本発明はこれに限られず、他の形状であってもよい。例えば、第2の冷却流路20bの断面の幅(X軸方向の長さ)が第1の固定部30aと第2の固定部30bとの間の長さよりも長い場合を考える。この場合において、第2の冷却流路20bが第1の発熱素子30と対向する位置の第2の冷却流路20bと第1の発熱素子30との間の仕切り壁部7の肉厚は、第1の固定部30aの位置の仕切り壁部7の肉厚よりも薄くしてもよい。これにより、第2の冷却流路20bを流れる冷媒を第1の発熱素子30に、より近づけて、より効率的な冷却を行うことができる。
[第2実施形態]
<ハウジング102>
第2実施形態に係るインバータ装置の外観は、図1に示した第1実施形態に係るインバータ装置と同じである。また、第2実施形態に係るインバータ装置が車両に搭載された状態は図2と同じである。このため、本発明の第2実施形態は、図1及び図2を参照して説明する。第2実施形態において、第1実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いる。第2実施形態では、インバータ装置1は、第1実施形態のハウジング2に代えて、ハウジング102を有する。第2実施形態において、第1実施形態における構成の代わりの構成は、特に断らない限り、第1実施形態における構成と同じである。
<ハウジング102>
第2実施形態に係るインバータ装置の外観は、図1に示した第1実施形態に係るインバータ装置と同じである。また、第2実施形態に係るインバータ装置が車両に搭載された状態は図2と同じである。このため、本発明の第2実施形態は、図1及び図2を参照して説明する。第2実施形態において、第1実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いる。第2実施形態では、インバータ装置1は、第1実施形態のハウジング2に代えて、ハウジング102を有する。第2実施形態において、第1実施形態における構成の代わりの構成は、特に断らない限り、第1実施形態における構成と同じである。
図7は、図1のV−V矢視に相当するハウジング102の断面図である。図8は、図7のVIII−VIII矢視に相当するハウジング102の断面図である。ハウジング102は、モータ駆動装置31及び充電器36を収容する。図7及び図8では、モータ駆動装置31及び充電器36の図示を省略している。
ハウジング102は、第1実施形態の仕切り壁部7に代えて、仕切り壁部107を有する。ハウジング102は、第1実施形態の第1の収容部7eに代えて、第1の収容部107eを有する。ハウジング102は、第1実施形態の第2の収容部7fに代えて、第2の収容部107fを有する。ハウジング102は、第1実施形態の第1の側壁部8に代えて、第1の側壁部108を有する。ハウジング102は、第1実施形態の第2の側壁部9に代えて、第2の側壁部109を有する。ハウジング102は、第1実施形態の流入口10に代えて、流入口110を有する。ハウジング102は、第1実施形態の流出口11に代えて、流出口111を有する。ハウジング102は、第1実施形態のバッテリー接続部12に代えて、バッテリー接続部112を有する。ハウジング102は、第1実施形態の外部電源接続部13に代えて、外部電源接続部113を有する。ハウジング102は、第1実施形態のモータ接続部14に代えて、モータ接続部114を有する。ハウジング102は、第1実施形態のバッテリー接続部15に代えて、バッテリー接続部115を有する。ハウジング102は、第1実施形態の冷却流路20に代えて、冷却流路120を有する。仕切り壁部107は、第1実施形態の第1の面7aに代えて、第1の面107aを有する。仕切り壁部107は、第1実施形態の第2の面7bに代えて、第2の面107bを有する。仕切り壁部107は、シール部107cを有する。仕切り壁部107は、シール部107dを有する。冷却流路120は、第1実施形態の第1の冷却流路20aに代えて、第1の冷却流路120aを有する。冷却流路120は、第1実施形態の第2の冷却流路20bに代えて、第2の冷却流路120bを有する。冷却流路120は、第1実施形態の第3の冷却流路20cに代えて、第3の冷却流路120cを有する。冷却流路120は、第1実施形態の第4の冷却流路20dに代えて、第4の冷却流路120dを有する。冷却流路120は、第1実施形態の第5の冷却流路20eに代えて、第5の冷却流路120eを有する。
<冷却流路120>
冷却流路120の第2の冷却流路120bは、第1の面107a側(+Z方向側)に開口するとともに第2の面107b側(−Z方向側)に開口する。すなわち、第2の冷却流路120bは、第1の面107a側に貫通する貫通孔を有するとともに第2の面107b側に貫通する貫通孔を有する。第2の冷却流路120bの第1の面107a側の開口は、第1の面107aにおいてシール部107cに囲まれている。第2の冷却流路120bは、シール部107cに囲まれていない領域においては、第1の面107a側(+Z方向側)に開口しない。第2の冷却流路120bの第2の面107b側の開口は、第2の面107bにおいてシール部107dに囲まれている。第2の冷却流路120bは、シール部107dに囲まれていない領域においては、第2の面107b側(−Z方向側)に開口しない。シール部107cは、例えば、Oリングである。シール部107cがOリングである場合、第1の面107aに溝を形成し、その溝にシール部107cが嵌め込まれる。シール部107dは、例えば、Oリングである。シール部107dがOリングである場合、第2の面107bに溝を形成し、その溝にシール部107cが嵌め込まれる。
冷却流路120の第2の冷却流路120bは、第1の面107a側(+Z方向側)に開口するとともに第2の面107b側(−Z方向側)に開口する。すなわち、第2の冷却流路120bは、第1の面107a側に貫通する貫通孔を有するとともに第2の面107b側に貫通する貫通孔を有する。第2の冷却流路120bの第1の面107a側の開口は、第1の面107aにおいてシール部107cに囲まれている。第2の冷却流路120bは、シール部107cに囲まれていない領域においては、第1の面107a側(+Z方向側)に開口しない。第2の冷却流路120bの第2の面107b側の開口は、第2の面107bにおいてシール部107dに囲まれている。第2の冷却流路120bは、シール部107dに囲まれていない領域においては、第2の面107b側(−Z方向側)に開口しない。シール部107cは、例えば、Oリングである。シール部107cがOリングである場合、第1の面107aに溝を形成し、その溝にシール部107cが嵌め込まれる。シール部107dは、例えば、Oリングである。シール部107dがOリングである場合、第2の面107bに溝を形成し、その溝にシール部107cが嵌め込まれる。
本実施形態では、シール部107c及びシール部107dの形状は、図8に示すように、角環形状であるが、円環形状であってもよい。本実施の形態では、第2の冷却流路120bの第1の面107a側の開口の形状は、第1の面107aと平行な面において長方形であるが、円形や他の形状であってもよい。本実施の形態では、第2の冷却流路120bの第2の面107b側の開口の形状は、第2の面107bと平行な面において長方形であるが、円形や他の形状であってもよい。本実施の形態では、第2の冷却流路120bの第1の面107a側の開口の形状と、第2の冷却流路120bの第2の面107b側の開口の形状とは、同じであるが、別の実施形態として、第2の冷却流路120bの第1の面107a側の開口の形状と、第2の冷却流路120bの第2の面107b側の開口の形状とは、異なってもよい。
<第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35の配置>
図9は、図1のV−V矢視に相当するハウジング102の断面図である。図10は、図9に示したハウジング102を上から見た平面図である。第1の発熱素子30、リアクトル40及びコンデンサ41は、第1の収容部107eに収容される。第1の発熱素子30は、防水が施された端面である冷却面30cを有する。第1の発熱素子30は、冷却面30cが仕切り壁部107の第1の面107aに接して、第1の面107aに配置される。リアクトル40及びコンデンサ41は、仕切り壁部107の第1の面107aに接して配置される。第2の発熱素子35、リアクトル45及びコンデンサ46は、第2の収容部107fに収容される。第2の発熱素子35は、防水が施された端面である冷却面35cを有する。第2の発熱素子35は、冷却面35cが仕切り壁部107の第2の面107bに接して、第2の面107bに配置される。リアクトル45及びコンデンサ46は、仕切り壁部107の第2の面107bに接して配置される。
図9は、図1のV−V矢視に相当するハウジング102の断面図である。図10は、図9に示したハウジング102を上から見た平面図である。第1の発熱素子30、リアクトル40及びコンデンサ41は、第1の収容部107eに収容される。第1の発熱素子30は、防水が施された端面である冷却面30cを有する。第1の発熱素子30は、冷却面30cが仕切り壁部107の第1の面107aに接して、第1の面107aに配置される。リアクトル40及びコンデンサ41は、仕切り壁部107の第1の面107aに接して配置される。第2の発熱素子35、リアクトル45及びコンデンサ46は、第2の収容部107fに収容される。第2の発熱素子35は、防水が施された端面である冷却面35cを有する。第2の発熱素子35は、冷却面35cが仕切り壁部107の第2の面107bに接して、第2の面107bに配置される。リアクトル45及びコンデンサ46は、仕切り壁部107の第2の面107bに接して配置される。
第1の発熱素子30は、第2の冷却流路120bに対向して配置されている。リアクトル40は、第4の冷却流路120d及び第5の冷却流路120eに対向して配置されている。コンデンサ41は、第3の冷却流路120c及び第4の冷却流路120dに対向して配置されている。第2の発熱素子35は、第2の冷却流路120bに対向して配置されている。リアクトル45は、第4の冷却流路120d及び第5の冷却流路120eに対向して配置されている。コンデンサ46は、第3の冷却流路120c及び第4の冷却流路120dに対向して配置されている。
第1の発熱素子30は、第2の冷却流路120bの第1の面107a側の開口を塞ぐ位置に配置される。すなわち、第1の発熱素子30は、第1の面107a側に貫通する貫通孔を覆う。シール部107cは、仕切り壁部107の第1の面107aと第1の発熱素子30の冷却面30cとの間を密閉する。冷却流路120に冷媒が流れると、第2の冷却流路120bの第1の面107a側の開口において、冷媒は第1の発熱素子30の冷却面30cに接する。すなわち、第1の発熱素子30の端面である冷却面30cは、冷却流路20の流路壁を成す。このため、モータ駆動用インバータ部32の第1の発熱素子30をより効率的に冷却できる。
第2の発熱素子35は、第2の冷却流路120bの第2の面107b側の開口を塞ぐ位置に配置される。すなわち、第2の発熱素子35は、第2の面107b側に貫通する貫通孔を覆う。シール部107dは、仕切り壁部107の第2の面107bと第2の発熱素子35の冷却面35cとの間を密閉する。冷却流路120に冷媒が流れると、第2の冷却流路120bの第2の面107b側の開口において、冷媒は第2の発熱素子35の冷却面35cに接する。すなわち、第2の発熱素子35の端面である冷却面35cは、冷却流路20の流路壁を成す。このため、充電器用インバータ部37の第2の発熱素子35をより効率的に冷却できる。
[第3実施形態]
第3実施形態に係るインバータ装置の外観は、図1に示した第1実施形態に係るインバータ装置と同じである。また、第3実施形態に係るインバータ装置が車両に搭載された状態は図2と同じである。このため、本発明の第3実施形態は、図1及び図2を参照して説明する。第3実施形態において、第1実施形態及び第2実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いる。第3実施形態では、インバータ装置1は、第1実施形態のハウジング2に代えて、ハウジング202を有する。第3実施形態において、第1実施形態及び第2実施形態における構成の代わりの構成は、特に断らない限り、第1実施形態及び第2実施形態における構成と同じである。
第3実施形態に係るインバータ装置の外観は、図1に示した第1実施形態に係るインバータ装置と同じである。また、第3実施形態に係るインバータ装置が車両に搭載された状態は図2と同じである。このため、本発明の第3実施形態は、図1及び図2を参照して説明する。第3実施形態において、第1実施形態及び第2実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いる。第3実施形態では、インバータ装置1は、第1実施形態のハウジング2に代えて、ハウジング202を有する。第3実施形態において、第1実施形態及び第2実施形態における構成の代わりの構成は、特に断らない限り、第1実施形態及び第2実施形態における構成と同じである。
図11は、図1のV−V矢視に相当するハウジング202の断面図である。ハウジング202は、モータ駆動装置31及び充電器36を収容する。
ハウジング202は、第1実施形態の仕切り壁部7に代えて、仕切り壁部207を有する。ハウジング202は、第1実施形態の第1の収容部7eに代えて、第1の収容部207eを有する。ハウジング202は、第1実施形態の第2の収容部7fに代えて、第2の収容部207fを有する。ハウジング202は、第1実施形態の第1の側壁部8に代えて、第1の側壁部208を有する。ハウジング202は、第1実施形態の第2の側壁部9に代えて、第2の側壁部209を有する。ハウジング202は、第1実施形態の流入口10に代えて、流入口210を有する。ハウジング202は、第1実施形態の流出口11に代えて、流出口211を有する。ハウジング202は、第1実施形態のバッテリー接続部12に代えて、バッテリー接続部212を有する。ハウジング202は、第1実施形態の外部電源接続部13に代えて、外部電源接続部213を有する。ハウジング202は、第1実施形態のモータ接続部14に代えて、モータ接続部214を有する。ハウジング202は、第1実施形態のバッテリー接続部15に代えて、バッテリー接続部215を有する。仕切り壁部207は、第1実施形態の第1の面7aに代えて、第1の面207aを有する。仕切り壁部207は、第1実施形態の第2の面7bに代えて、第2の面207bを有する。仕切り壁部207は、第2実施形態のシール部107cに代えて、シール部207cを有する。仕切り壁部207は、第2実施形態のシール部107dに代えて、シール部207dを有する。仕切り壁部207は、第1実施形態の第2の冷却流路20bに代えて、第2の冷却流路220bを有する。仕切り壁部207は、第1実施形態の第4の冷却流路20dに代えて、第4の冷却流路220dを有する。
<第2の冷却流路220b>
第2の冷却流路220bは、第1の面207a側(+Z方向側)に開口する。第2の冷却流路220bは、第2の面207b側(−Z方向側)に開口しない。第2の冷却流路120bの第1の面207a側の開口は、第1の面207aにおいてシール部207cに囲まれている。第2の冷却流路220bは、シール部207cに囲まれていない領域においては、第1の面207a側(+Z方向側)に開口しない。
第2の冷却流路220bは、第1の面207a側(+Z方向側)に開口する。第2の冷却流路220bは、第2の面207b側(−Z方向側)に開口しない。第2の冷却流路120bの第1の面207a側の開口は、第1の面207aにおいてシール部207cに囲まれている。第2の冷却流路220bは、シール部207cに囲まれていない領域においては、第1の面207a側(+Z方向側)に開口しない。
<第4の冷却流路220d>
第4の冷却流路220dは、第2の面207b側(−Z方向側)に開口する。第4の冷却流路220dは、第1の面207a側(+Z方向側)に開口しない。第4の冷却流路220dの第2の面207b側の開口は、第2の面207bにおいてシール部207dに囲まれている。第4の冷却流路220dは、シール部207dに囲まれていない領域においては、第2の面207b側(−Z方向側)に開口しない。
第4の冷却流路220dは、第2の面207b側(−Z方向側)に開口する。第4の冷却流路220dは、第1の面207a側(+Z方向側)に開口しない。第4の冷却流路220dの第2の面207b側の開口は、第2の面207bにおいてシール部207dに囲まれている。第4の冷却流路220dは、シール部207dに囲まれていない領域においては、第2の面207b側(−Z方向側)に開口しない。
<第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35の配置>
第1の発熱素子30及びリアクトル40は、第1の収容部207eに収容される。第1の発熱素子30は、冷却面30cが仕切り壁部207の第1の面207aに接して、第1の面207aに配置される。リアクトル40は、仕切り壁部207の第1の面207aに接して配置される。第2の発熱素子35及びリアクトル45は、第2の収容部207fに収容される。第2の発熱素子35は、冷却面35cが仕切り壁部207の第2の面207bに接して、第2の面207bに配置される。リアクトル45は、仕切り壁部207の第2の面207bに接して配置される。
第1の発熱素子30及びリアクトル40は、第1の収容部207eに収容される。第1の発熱素子30は、冷却面30cが仕切り壁部207の第1の面207aに接して、第1の面207aに配置される。リアクトル40は、仕切り壁部207の第1の面207aに接して配置される。第2の発熱素子35及びリアクトル45は、第2の収容部207fに収容される。第2の発熱素子35は、冷却面35cが仕切り壁部207の第2の面207bに接して、第2の面207bに配置される。リアクトル45は、仕切り壁部207の第2の面207bに接して配置される。
第1の発熱素子30は、第2の冷却流路220bに対向して配置されている。リアクトル40は、第4の冷却流路220dに対向して配置されている。第2の発熱素子35は、第4の冷却流路220dに対向して配置されている。リアクトル45は、第2の冷却流路220bに対向して配置されている。
第1の発熱素子30は、第2の冷却流路220bの第1の面207a側の開口を塞ぐ位置に配置される。シール部207cは、仕切り壁部207の第1の面207aと第1の発熱素子30の冷却面30cとの間を密閉する。第2の冷却流路220bに冷媒が流れると、第2の冷却流路220bの第1の面207a側の開口において、冷媒は第1の発熱素子30の冷却面30cに接する。すなわち、第1の発熱素子30の端面である冷却面30cは、第2の冷却流路220bの流路壁を成す。このため、モータ駆動用インバータ部32の第1の発熱素子30をより効率的に冷却できる。
第2の発熱素子35は、第4の冷却流路220dの第2の面207b側の開口を塞ぐ位置に配置される。シール部207dは、仕切り壁部207の第2の面207bと第2の発熱素子35の冷却面35cとの間を密閉する。第4の冷却流路220dに冷媒が流れると、第4の冷却流路220bの第2の面207b側の開口において、冷媒は第2の発熱素子35の冷却面35cに接する。すなわち、第2の発熱素子35の端面である冷却面35cは、第4の冷却流路220dの流路壁を成す。このため、充電器用インバータ部37の第2の発熱素子35をより効率的に冷却できる。
[第4実施形態]
第4実施形態に係るインバータ装置の外観は、図1に示した第1実施形態に係るインバータ装置と同じである。また、第4実施形態に係るインバータ装置が車両に搭載された状態は図2と同じである。このため、本発明の第4実施形態は、図1及び図2を参照して説明する。第4実施形態において、第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いる。第4実施形態では、インバータ装置1は、第1実施形態のハウジング2に代えて、ハウジング302を有する。第4実施形態において、第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態における構成の代わりの構成は、特に断らない限り、第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態における構成と同じである。
第4実施形態に係るインバータ装置の外観は、図1に示した第1実施形態に係るインバータ装置と同じである。また、第4実施形態に係るインバータ装置が車両に搭載された状態は図2と同じである。このため、本発明の第4実施形態は、図1及び図2を参照して説明する。第4実施形態において、第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いる。第4実施形態では、インバータ装置1は、第1実施形態のハウジング2に代えて、ハウジング302を有する。第4実施形態において、第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態における構成の代わりの構成は、特に断らない限り、第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態における構成と同じである。
図12は、図1のV−V矢視に相当するハウジング302の断面図である。ハウジング302は、モータ駆動装置31及び充電器36を収容する。
ハウジング302は、第1実施形態の仕切り壁部7に代えて、仕切り壁部307を有する。ハウジング302は、第1実施形態の第1の収容部7eに代えて、第1の収容部307eを有する。ハウジング302は、第1実施形態の第2の収容部7fに代えて、第2の収容部307fを有する。ハウジング302は、第1実施形態の第1の側壁部8に代えて、第1の側壁部308を有する。ハウジング302は、第1実施形態の第2の側壁部9に代えて、第2の側壁部309を有する。ハウジング302は、第1実施形態の流入口10に代えて、流入口310を有する。ハウジング302は、第1実施形態の流出口11に代えて、流出口311を有する。ハウジング302は、第1実施形態のバッテリー接続部12に代えて、バッテリー接続部312を有する。ハウジング302は、第1実施形態の外部電源接続部13に代えて、外部電源接続部313を有する。ハウジング302は、第1実施形態のモータ接続部14に代えて、モータ接続部314を有する。ハウジング302は、第1実施形態のバッテリー接続部15に代えて、バッテリー接続部315を有する。仕切り壁部307は、第1実施形態の第1の面7aに代えて、第1の面307aを有する。仕切り壁部307は、第1実施形態の第2の面7bに代えて、第2の面307bを有する。仕切り壁部307は、第1実施形態の第2の冷却流路20bに代えて、第2の冷却流路320bを有する。仕切り壁部307は、第1実施形態の第4の冷却流路20dに代えて、第4の冷却流路320dを有する。
<第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35の配置>
第1の発熱素子30は、第1の収容部307eに収容される。第1の発熱素子30は、仕切り壁部307の第1の面307aに接して配置される。第1の発熱素子30は、第2の冷却流路320bに対向して配置される。第2の発熱素子35は、第2の収容部307fに収容される。第2の発熱素子35は、仕切り壁部307の第2の面307bに接して配置される。第2の発熱素子35は、第2の冷却流路320bに対向して配置される。
第1の発熱素子30は、第1の収容部307eに収容される。第1の発熱素子30は、仕切り壁部307の第1の面307aに接して配置される。第1の発熱素子30は、第2の冷却流路320bに対向して配置される。第2の発熱素子35は、第2の収容部307fに収容される。第2の発熱素子35は、仕切り壁部307の第2の面307bに接して配置される。第2の発熱素子35は、第2の冷却流路320bに対向して配置される。
第1の発熱素子30は、仕切り壁部307の第1の面307aに、第1の固定部30a及び第2の固定部30bによって固定されている。第2の発熱素子35は、仕切り壁部307の第2の面307bに、第1の固定部35a及び第2の固定部35bによって固定されている。図12に示すように、Z軸方向で第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35と対向する第2の冷却流路320bは、第1の発熱素子30の第1の固定部30aと第2の発熱素子35の第1の固定部35aとの間に位置する。また、図12に示すように、Z軸方向で第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35と対向する第2の冷却流路320bは、第1の発熱素子30の第2の固定部30bと第2の発熱素子35の第2の固定部35bとの間に位置する。このため、第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35を冷却可能な位置に第2の冷却流路320bを配置することができ、第2の冷却流路320bを流れる冷媒によって第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35を効率的に冷却できる。
図12では、第2の冷却流路320bが第1の発熱素子30と対向する位置の、第2の冷却流路320bと第1の発熱素子30との間の仕切り壁部307の肉厚は、第1の固定部30aの位置の仕切り壁部307の肉厚と同じである。第2の冷却流路320bが第1の発熱素子30と対向する位置の、第2の冷却流路320bと第1の発熱素子30との間の仕切り壁部307の肉厚は、第1の固定部30aの位置の仕切り壁部307の肉厚よりも薄くしてもよい。
[第1変形例]
以下、上述の各実施形態における冷却流路の形状の変形例について説明する。図13は、本発明の第1変形例を説明する図であって、図9のXIII−XIII矢視に相当するハウジング102の断面図である。図14は、図13の第2の冷却流路120bの斜視図である。図13及び図14において、図中の矢印は、冷媒が流れる方向を示す。第2の冷却流路120bの図13における−Y方向端部は第1の冷却流路120aに繋がる。第2の冷却流路120bの図13における+Y方向端部は第3の冷却流路120cに繋がる。冷媒は、第1の冷却流路120aから第2の冷却流路120bへ流れる。冷媒は、第2の冷却流路120bから第3の冷却流路120cへ流れる。図9に示したように、第2の冷却流路120bは、第1の面107a側(+Z方向側)に開口するとともに第2の面107b側(−Z方向側)に開口する。
以下、上述の各実施形態における冷却流路の形状の変形例について説明する。図13は、本発明の第1変形例を説明する図であって、図9のXIII−XIII矢視に相当するハウジング102の断面図である。図14は、図13の第2の冷却流路120bの斜視図である。図13及び図14において、図中の矢印は、冷媒が流れる方向を示す。第2の冷却流路120bの図13における−Y方向端部は第1の冷却流路120aに繋がる。第2の冷却流路120bの図13における+Y方向端部は第3の冷却流路120cに繋がる。冷媒は、第1の冷却流路120aから第2の冷却流路120bへ流れる。冷媒は、第2の冷却流路120bから第3の冷却流路120cへ流れる。図9に示したように、第2の冷却流路120bは、第1の面107a側(+Z方向側)に開口するとともに第2の面107b側(−Z方向側)に開口する。
ここで、図14に示すように、第2の冷却流路120bのうち第1の面107a側及び第2の面107b側に開口しない位置Aにおける、冷媒の流れと直交する方向での第2の冷却流路120bの断面の面積をAAとする。また、図14に示すように、第2の冷却流路120bのうち第1の面107a側及び第2の面107b側に開口する位置Bにおける、冷媒の流れと直交する方向での第2の冷却流路120bの断面の面積をBBとする。このとき、面積AAは、面積BBよりも小さい。このため、第2の冷却流路120bにおける冷媒の流れに圧損が生じることが考えられる。
そこで、第1変形例では、冷媒の流れる方向の異なる位置で、冷媒の流れと直交する方向での冷却流路の断面の面積が、等しくなる例を示す。この第1変形例によれば、このため、冷却流路における冷媒の流れに生じる圧損を低減することができる。図15は、図13に相当する図であって、第1変形例のハウジング402の断面図である。図16は、図15の第2の冷却流路420bの斜視図である。図15及び図16において、図中の矢印は、冷媒が流れる方向を示す。
ハウジング402は、第1実施形態の仕切り壁部7に代えて、仕切り壁部407を有する。ハウジング402は、第1実施形態の第2の側壁部9に代えて、第2の側壁部409を有する。仕切り壁部407は、第1実施形態の第1の面7aに代えて、第1の面407aを有する。仕切り壁部407は、第1実施形態の第2の面7bに代えて、第2の面407bを有する。仕切り壁部407は、第1実施形態の第1の冷却流路20aに代えて、第1の冷却流路420aを有する。仕切り壁部407は、第1実施形態の第2の冷却流路20bに代えて、第2の冷却流路420bを有する。仕切り壁部407は、第1実施形態の第3の冷却流路20cに代えて、第3の冷却流路420cを有する。第2の冷却流路420bの図15における−Y方向端部は第1の冷却流路420aに繋がる。第2の冷却流路420bの図15における+Y方向端部は第3の冷却流路420cに繋がる。冷媒は、第1の冷却流路420aから第2の冷却流路420bへ流れる。冷媒は、第2の冷却流路420bから第3の冷却流路420cへ流れる。第2の冷却流路420bは、第1の面407a側(+Z方向側)に開口するとともに第2の面407b側(−Z方向側)に開口する。第1変形例では、図16に示すように、第2の冷却流路420bの位置Cにおける断面積CCと、第2の冷却流路420bの位置Dにおける断面積DDとが等しい。このため、冷却流路における冷媒の流れに生じる圧損を低減することができる。
[第2変形例]
第2変形例では、2つの冷却流路が隣り合っている場合を示す。図17は、第2変形例の冷却流路520b及び620bの斜視図である。図17において、図中の矢印は、冷媒が流れる方向を示す。図16の例では、位置Dでの断面積DDと位置Cでの断面積CCとを等しくするために、位置Cにおいて、図14の位置Aと比べ、+X方向及び−X方向の両方向で第2の冷却流路420bの幅(X軸方向の長さ)を広げている。これに対して、図17に示すように、冷却流路520bと冷却流路620bとが幅方向(X軸方向)で近くに配置している場合には、互いに近づく方向に幅(X軸方向の長さ)を広げると流路が繋がってしまう虞がある。そこで、この場合、互いに離れる方向に幅(X軸方向の長さ)を広げるとよい。
第2変形例では、2つの冷却流路が隣り合っている場合を示す。図17は、第2変形例の冷却流路520b及び620bの斜視図である。図17において、図中の矢印は、冷媒が流れる方向を示す。図16の例では、位置Dでの断面積DDと位置Cでの断面積CCとを等しくするために、位置Cにおいて、図14の位置Aと比べ、+X方向及び−X方向の両方向で第2の冷却流路420bの幅(X軸方向の長さ)を広げている。これに対して、図17に示すように、冷却流路520bと冷却流路620bとが幅方向(X軸方向)で近くに配置している場合には、互いに近づく方向に幅(X軸方向の長さ)を広げると流路が繋がってしまう虞がある。そこで、この場合、互いに離れる方向に幅(X軸方向の長さ)を広げるとよい。
[第3変形例]
第3変形例では、場所によって冷却流路の断面形状が異なる場合を示す。図18は、第3変形例の冷却流路720bの斜視図である。図18において、図中の矢印は、冷媒が流れる方向を示す。図18の例では、位置Jでの断面形状は円形であり、位置Kでの断面形状は四角形である。このような場合でも、位置Jでの断面積JJと位置Kでの断面積KKとを等しくすることで、冷却流路における冷媒の流れに生じる圧損を低減することができる。
第3変形例では、場所によって冷却流路の断面形状が異なる場合を示す。図18は、第3変形例の冷却流路720bの斜視図である。図18において、図中の矢印は、冷媒が流れる方向を示す。図18の例では、位置Jでの断面形状は円形であり、位置Kでの断面形状は四角形である。このような場合でも、位置Jでの断面積JJと位置Kでの断面積KKとを等しくすることで、冷却流路における冷媒の流れに生じる圧損を低減することができる。
<インバータ装置1の作用・効果>
次に、インバータ装置1の作用・効果について説明する。
次に、インバータ装置1の作用・効果について説明する。
(1)上述の実施形態に係る発明は、第1の発熱素子30の冷却面30cが冷却流路20の流路壁を成す。このため、冷却流路20を流れる冷媒によって、第1の発熱素子30をより効率的に冷却できる。また、要求を実現すべく各構成を配置したインバータ装置を提供することができる。また、各構成の配置に特徴を有するインバータ装置を提供することができる。
(2)また、冷却流路20における冷却面30cと仕切り壁部7との間にシール部107cを有する。このため、冷却流路20における冷却面30cと仕切り壁部7との間から冷媒が漏れるのを防ぐことができる。
(3)また、シール部はOリングである。このため、冷却流路20における冷却面30cと仕切り壁部7との間をOリングによって密閉し、冷媒が漏れるのを防ぐことができる。
(4)また、第1の発熱素子30の冷却面30c及び第2の発熱素子35の第2の冷却面35cが冷却流路20の流路壁を成す。このため、冷却流路20を流れる冷媒によって、第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35をより効率的に冷却できる。
(5)また、冷却流路20の断面形状が長方形形状である。このため、長方形の一辺を第1の発熱素子30に対向させることができ、冷却流路20を流れる冷媒によって発熱素子を効率的に冷却できる。
(6)また、第1の発熱素子30が冷却流路20の貫通孔を覆う。このため、冷却流路20を流れる冷媒を第1の発熱素子30に、より近づけて、より効率的な冷却を行うことができる。
(7)また、冷却流路20の断面の面積が一定である。このため、冷媒が冷却流路20を流れる際に受ける圧損を低減することができ、発熱素子(第1の発熱素子30、第2の発熱素子35)の冷却を効率的に行うことができる。
(8)冷却流路20の断面の形状が異なる場合においても断面の面積が一定である。このため、冷媒が冷却流路20を流れる際に受ける圧損を低減することができ、発熱素子の冷却を効率的に行うことができる。
(9)また、第1のインバータ部はモータ駆動用インバータ部32であり、第2のインバータ部は充電器用インバータ部37である。このため、冷却流路20によってモータ駆動用インバータ部32の第1の発熱素子30及び充電器用インバータ部37の第2の発熱素子35を効率的に冷却できるとともに、モータ駆動用インバータ部32の第1の発熱素子30、充電器用インバータ部37の第2の発熱素子35及び冷却流路20の配置スペースの有効活用により装置を小型化することができる。
(10)また、第1の発熱素子30はモータ駆動用発熱素子であり、第2の発熱素子35は充電器用発熱素子である。このため、冷却流路20によってモータ駆動用発熱素子及び充電器用発熱素子を効率的に冷却できるとともに、モータ駆動用発熱素子、充電器用発熱素子及び冷却流路20の配置スペースの有効活用により装置を小型化することができる。
(11)また、第1の発熱素子30は複数のスイッチング素子を有し、第2の発熱素子35は複数のスイッチング素子を有する。このため、冷却流路20によってスイッチング素子を効率的に冷却できるとともに、スイッチング素子及び冷却流路20の配置スペースの有効活用により装置を小型化することができる。
(12)また、第1の発熱素子30と第2の発熱素子35の複数のスイッチング素子はIGBTである。このため、冷却流路20によってIGBTを効率的に冷却できるとともに、IGBT及び冷却流路の配置スペースの有効活用により装置を小型化することができる。
(13)また、第1の側壁部8と第2の側壁部9と仕切り壁部7とでH字形状を成す。このため、第1の発熱素子30の固定箇所及び第2の発熱素子35の固定箇所を第1の側壁部8及び第2の側壁部9で保護することができる。また、仕切り壁部7の第1の面7a及び第2の面7bと平行な方向において、仕切り壁部7の一端及び他端(X軸方向端部)が、第1の側壁部8及び第2の側壁部9よりも突出することがないので、ハウジングを小型化することができる。
(14)また、モータ駆動用インバータ部32を収容する第1の収容部7e及び充電器用インバータ部37を収容する第2の収容部7fを有する。このため、モータ駆動用インバータ部32及び充電器用インバータ部37を一つのハウジング2に収容することができ、効率的に収容することができる。
(15)また、第2の収容部7fがバッテリー接続部15を有する。このため、第2の収容部7fに収容された充電器用インバータ部37によって制御した電圧をバッテリー805に供給することができる。
(16)また、第2の収容部7fが外部電源接続部13を有する。このため、外部電源900からの電圧を第2の収容部7fに収容された充電器用インバータ部37に供給することができる。
(17)また、流入口10は第1の側壁部8に配置され、流出口11は第2の側壁部9に配置される。このため、第1の側壁部8から仕切り壁部7を介して第2の側壁部9に達する冷却流路20の長さを確保することができ、第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35の冷却を効率的に行うことができる。
(18)また、流入口10は第1の側壁部8に配置され、流出口11は第1の側壁部8に配置される。このため、第1の側壁部8から仕切り壁部7を介して第1の側壁部8に戻る冷却流路20の長さを確保することができ、第1の発熱素子30及び第2の発熱素子35の冷却を効率的に行うことができる。
(19)また、インバータ装置1のハウジング2は、トラクションモータ806と接続するモータ接続部14を有する。このため、インバータ装置1のハウジング2に収容するインバータ部をモータ駆動用インバータ部32として用いることができる。
(20)また、車両800において、第1の冷却面30c及び第2の冷却面35cは、冷却流路20の流路壁を成す。このため、冷却流路20を流れる冷媒によって、モータ駆動用インバータ部32のモータ駆動用発熱素子(第1の発熱素子30)及び充電器用インバータ部37の充電器用発熱素子(第2の発熱素子35)をより効率的に冷却できる。
上述した実施形態のインバータ装置の用途は、特に限定されない。上述した実施形態のインバータ装置は、例えば、車両に搭載される。また、上述した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 インバータ装置
2 ハウジング
7 仕切り壁部
20 冷却流路
30 第1の発熱素子
35 第2の発熱素子
2 ハウジング
7 仕切り壁部
20 冷却流路
30 第1の発熱素子
35 第2の発熱素子
Claims (20)
- インバータ部と、
前記インバータ部を収容するハウジングと、
を有し、
前記インバータ部は、発熱素子を有し、
前記ハウジングは、
冷媒が流れる冷却流路を有する仕切り壁部と、
前記仕切り壁部に前記発熱素子を固定する固定部と、
を有し、
前記発熱素子の端面である冷却面は、前記冷却流路の流路壁を成す、
インバータ装置。 - 冷却流路における前記冷却面と前記仕切り壁部との間にシール部を有する、
請求項1に記載のインバータ装置。 - 前記シール部は、Oリングである、
請求項2に記載のインバータ装置。 - 前記インバータ部は、
第1のインバータ部と、
第2のインバータ部と、
を有し、
前記第1のインバータ部は、第1の発熱素子を有し、
前記第2のインバータ部は、第2の発熱素子を有し、
前記仕切り壁部の第1の面に、前記第1の発熱素子が固定され、
前記仕切り壁部の前記第1の面の裏面である第2の面に、前記第2の発熱素子が固定され、
前記第1の発熱素子の端面である第1の冷却面及び前記第2の発熱素子の端面である第2の冷却面は、前記冷却流路の流路壁を成す、
請求項1から3のいずれか一項に記載のインバータ装置。 - 前記冷却流路は、前記冷媒が流れる方向と直交する方向での断面形状が長方形形状である、
請求項4に記載のインバータ装置。 - 前記仕切り壁部は、前記冷却流路から前記第1の面及び前記第2の面の少なくとも一方に貫通する貫通孔を有し、
前記発熱素子は、前記貫通孔を覆う、
請求項4又は5に記載のインバータ装置。 - 前記冷却流路を前記冷媒が流れる方向で、前記冷媒が流れる方向と直交する方向での前記冷却流路の断面の面積が一定である、
請求項4から6のいずれか一項に記載のインバータ装置。 - 前記冷却流路内を前記冷媒が流れる方向で、前記冷媒が流れる方向と直交する方向での前記冷却流路の断面の形状が異なる、
請求項7に記載のインバータ装置。 - 前記インバータ装置は、モータ及びバッテリーを搭載した車両に用いられる装置であり、
前記第1のインバータ部は、前記バッテリーから前記モータに電力を供給するモータ駆動用インバータ部であり、
前記第2のインバータ部は、前記バッテリーを充電する充電器用インバータ部である、
請求項4から8のいずれか一項に記載のインバータ装置。 - 前記第1の発熱素子は、モータ駆動用発熱素子であり、
前記第2の発熱素子は、充電器用発熱素子である、
請求項9に記載のインバータ装置。 - 前記第1の発熱素子は、複数のスイッチング素子を有し、
前記第2の発熱素子は、複数のスイッチング素子を有する、
請求項10に記載のインバータ装置。 - 前記第1の発熱素子と前記第2の発熱素子の前記複数のスイッチング素子は複数のIGBTである、
請求項11に記載のインバータ装置。 - 前記ハウジングは、
前記仕切り壁部の一端で、前記第1の面から突出する側及び前記第2の面から突出する側に延びる第1の側壁部と、
前記仕切り壁部の他端で、前記第1の面から突出する側及び前記第2の面から突出する側に延びる第2の側壁部と、
を有し、
前記第1の側壁部と前記第2の側壁部と前記仕切り壁部とでH字形状を成す、
請求項9から12のいずれか一項に記載のインバータ装置。 - 前記ハウジングは、
前記モータ駆動用インバータ部を収容する第1の収容部と、
前記充電器用インバータ部を収容する第2の収容部と、
を有し、
前記仕切り壁部は、前記第1の収容部と前記第2の収容部とを仕切り、
前記第1の収容部は、前記仕切り壁部の前記第1の面側と前記第1の側壁部と前記第2の側壁部とで区切られ、
前記第2の収容部は、前記仕切り壁部の前記第2の面側と前記第1の側壁部と前記第2の側壁部とで区切られた、
請求項13に記載のインバータ装置。 - 前記第2の収容部は、前記バッテリーと接続するバッテリー接続部を有する、
請求項14に記載のインバータ装置。 - 前記第2の収容部は、外部電源と接続する外部電源接続部を有する、
請求項14又は15に記載のインバータ装置。 - 前記冷却流路内を流れる冷媒が流入される流入口は、前記第1の側壁部に配置され、
前記冷却流路内を流れる冷媒が流出される流出口は、前記第2の側壁部に配置される、
請求項13から16のいずれか一項に記載のインバータ装置。 - 前記冷却流路内を流れる冷媒が流入される流入口は、前記第1の側壁部に配置され、
前記冷却流路内を流れる冷媒が流出される流出口は、前記第1の側壁部に配置される、
請求項13から16のいずれか一項に記載のインバータ装置。 - 前記ハウジングは、前記モータと接続するモータ接続部を有する、
請求項9から18のいずれか一項に記載のインバータ装置。 - モータと、
バッテリーと、
前記バッテリーから前記モータに電力を供給するモータ駆動用インバータ部と、
前記バッテリーを充電する充電器用インバータ部と、
前記モータ駆動用インバータ部及び前記充電器用インバータ部を収容するハウジングと、
を有し、
前記モータの回転によって走行する車両において、
前記モータ駆動用インバータ部は、モータ駆動用発熱素子を有し、
前記充電器用インバータ部は、充電器用発熱素子を有し、
前記ハウジングは、
冷媒が流れる冷却流路を有する仕切り壁部と、
前記仕切り壁部に前記モータ駆動用発熱素子の一端を固定する第1の固定部と、
前記仕切り壁部に前記モータ駆動用発熱素子の他端を固定する第2の固定部と、
前記仕切り壁部に前記充電器用発熱素子の一端を固定する第3の固定部と、
前記仕切り壁部に前記充電器用発熱素子の他端を固定する第4の固定部と、
を有し、
前記仕切り壁部の第1の面に、前記モータ駆動用発熱素子が固定され、
前記仕切り壁部の前記第1の面の裏面である第2の面に、前記充電器用発熱素子が固定され、
前記モータ駆動用発熱素子の端面である第1の冷却面及び前記充電器用発熱素子の端面である第2の冷却面は、前記冷却流路の流路壁を成す、
車両。
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